[发明专利]一种用于半导体电热膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及玻璃用作电热元件技术领域，特别是涉及一种用于制备半导体电热膜的方法。

背景技术

半导体电热膜技术属于一种电加热技术，在工业、农业等各个领域应用广泛。国际上对该领域的研究始于二十世纪四十年代，国内则相对较晚，从二十世纪八十年代开始出现有关电热膜技术的专利和元件。但由于方法和工艺的不够科学先进，其产品存在稳定性差、衰减量较大，工作范围受限等缺点。通常的电热装置采用金属电阻丝，其工作时因电阻将电能转换成电热能。该类电热装置生产成本较高，工作功率衰减量大，易产生明火，对工作场所要求苛刻，禁止在油田或者带静电的环境及产品上使用。随着半导体科技的发展，以半导体所制成的电热装置克服了传统电阻丝加热装置的缺点，具有无明火、高温、省电、高效、安全等优点，且大大降低生产成本。依据现有半导体电热膜专利技术和专利案，主要在于制作工艺中镀膜源溶液配方、成膜效率的有效控制、成膜均匀性和稳定性等方面研究改进。但均未彻底解决电热膜制备过程对温度要求过高、重金属污染及使用过程普遍存在功率衰减过快、批量生产一致性差等问题。

发明内容

根据上述缺陷，本发明的目的在于提供一种用于制导体电热膜的制备方法，不仅克服了对温度要求过高及制备或使用过程中重金属污染的问题，还真正实现了批量生产。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种用于半导体电热膜的制备方法，包括以下步骤：

1）、原料调制将金属化合物，如金、银、锡-----或其他有机化合物在制程时添加入1％-10％重量比的化合物，如锑、铁、氟作为掺杂剂；

2）、材料调和将上述原料与20％-60％的介质材料，如水、甲醇、盐酸、乙醇、乙胺、三乙胺，均匀混合；

3）、基材清理将可供发热的预先成型元件基材、如石英、玻璃、陶瓷、云母的类耐高温低膨胀数材料所制成，以净化的软水清洗其表面并加以烘干；

4）、高温雾化成长将上述基材置入高温炉室加热使其表面活化，再将上述已调制的流体材料以雾化喷入高温炉室中，成为带电位离子均匀披覆于基材表面，形成半导体发热薄膜。

本发明，使用寿命长、制作成本低的电热膜溶液，不仅克服了对温度要求过高及制备或使用过程中重金属污染的问题，保证了溶液的安全性和环保，同时强酸的去除防止设备被侵蚀，保护设备，使设备可以长久使用，利用本发明的溶液制备的半导体电热膜，封印明火功率衰减量小，工作稳定，还实现了批量生产。

具体实施方式

一种用于半导体电热膜的制备方法，包括以下步骤：

1、原料调制将金属化合物，如金、银、锡-----或其他有机化合物在制程时添加入1％-10％重量比的化合物，如锑、铁、氟作为掺杂剂；

2、材料调和将上述原料与20％-60％的介质材料，如水、甲醇、盐酸、乙醇、乙胺、三乙胺，均匀混合；

3、基材清理将可供发热的预先成型元件基材、如石英、玻璃、陶瓷、云母的类耐高温低膨胀数材料所制成，以净化的软水清洗其表面并加以烘干；

4、高温雾化成长将上述基材置入高温炉室加热使其表面活化，再将上述已调制的流体材料以雾化喷入高温炉室中，成为带电位离子均匀披覆于基材表面，形成半导体发热薄膜。

电热膜元件处理工艺：

1、将基材待处理表面经行清洗，风干待用。

2、夹装在喷涂工装上。

3、将喷涂工装送至密闭的加热腔体内，温度控制在600-620°C。

4、通过喷嘴将源溶液雾化并喷至加热腔体内的基材表面，且发生化学与物理双重反应，产物结合在所述基材表面，即在基材表面镀上了电热膜溶液，从喷涂到充分接触总的时间为四十分钟，然后将其取出自然冷却即可。

5、对镀有电热膜的基材进行电阻测试。

6、电极烧结将所述基材镀膜面的两端均匀涂上银电极浆料。

7、涂上银电极浆料的基材通过机械联动装置送至密闭的保温炉腔体内，保温炉分五段分别进行加温，一段温度为605°C、二段温度为610°C、三段温度为615°C，四段温度为610°C，五段温度为560°C，每段用时四分钟，五段总共用时二十分钟即烧结制成电极。

8、包装待用。

利用本发明溶液制备的电热膜元件，封印明火功率衰减量小，工作稳定，还真正实现了批量生产。